本发明专利技术公开一种具有沟槽式栅极结构的功率组件，其中栅极结构形成在一具有类波浪形侧壁的复合式沟槽中，功率组件包含：基底包，具有第一表面和第二表面，主体区具有第一导电型态设置于基底中，基极区具有第二导电型态设置在主体区中，阴极区具有第一导电型态设置于基极区中，阳极区具有第二导电型态设置于基底中，复合式沟槽设置于基底中并且复合式沟槽由第一表面延伸至主体区，其中复合式沟槽具有一类波浪形侧壁，栅极结构设置于复合式沟槽中以及累积区沿着类波浪形侧壁设置于主体区中。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术有关具有沟槽式栅极结构的功率组件和其制作的方法，特别是关于可增进功率组件的电流密度的结构及其制作方法。
技术介绍
半导体组件是目前电子产品广泛使用的组件。随着电子装置对轻薄短小化以及高机能的需求以及半导体制程技术的发展，金氧半场效晶体管(MOSFET)以及结合MOSFET与双载子晶体管(Bipolar Junction Transistor, BJT)的绝缘栅双极晶体管(IGBT)已成为大功率组件的主流。IGBT的运作如等效电路地将双极晶体管的基极电流以MOSFET控制。IGBT同时具有MOSFET的高速切换特性与双极晶体管的高电压/大电流处理能力两个特征。典型的IGBT具有水平式或垂直式的结构，水平式的是IGBT指IGBT中的MOSFET为水平设计；而垂直式的IGBT是指IGBT中的MOSFET为沟槽状深入基底中，然而现今的IGBT中的MOSFET多采取垂直式设计，其利用基底的背面作为漏极，而于半导体基底的正面制作多个晶体管的源极与栅极，以提升组件密度。IGBT是以MOSFET来驱动双载子晶体管，而双载子晶体管的基极电流是由MOSFET的源极所提供，为了要增加IGBT的操作效能，依然有必要增加基极电流的电流密度。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种功率组件，其可以增加绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT)的电流密度。根据本专利技术的第一较佳实施例，本专利技术提供一种具有沟槽式栅极结构的功率组件，包含一基底包含一第一表面和一第二表面与第一表面相对，一主体区具有一第一导电型态设置于基底中，一基极区具有一第二导电型态设置于主体区中，一阴极区具有第一导电型态设置于基极区中，一阳极区具有第二导电型态设置于基底中，并且阳极区接近第二表面，一沟槽设置于基底中并且沟槽由第一表面延伸至主体区，阴极区环绕沟槽，其中沟槽具有一类波浪形侧壁，一栅极结构设置于沟槽中以及一累积区沿着类波浪形侧壁设置于主体区中。根据本专利技术的第二较佳实施例，本专利技术提供一种具有沟槽式栅极结构的功率组件的制作方法，包含首先提供一基底包含一主体区，主体区具有一第一导电型态，其中基底具有一第一表面和一第二表面和第一表面相对，然后形成一第一沟槽于主体区中，其中第一沟槽具有一第一开口，再形成一掩膜层于第一沟槽的侧壁，其后再以掩膜层作为掩膜，形成一第二沟槽具有一第二开口，第二沟槽系由第一沟槽一侧壁的一底部延伸，其中第二开口较第一开口小，最后移除掩膜层。根据本专利技术的第三较佳实施例，本专利技术提供一种具有沟槽式栅极结构的功率组件，包含一基底包含一第一表面和一第二表面与第一表面相对，一主体区具有一第一导电型态设置于基底中，一基极区具有一第二导电型态设置于主体区中，一阴极区具有第一导电型态设置于基极区中，一阳极区具有第二导电型态设置于基底中，并且阳极区接近第二表面，一复合式沟槽设置于基底中并且复合式沟槽由第一表面延伸至主体区，阴极区环绕复合式沟槽，其中复合式沟槽包含一第一沟槽和一第二沟槽，第二沟槽系由第一沟槽的一侧壁的一底部延伸，并且复合式沟槽包含一类波浪形侧壁，一栅极结构设置于复合式沟槽中以及一累积区沿着类波浪形侧壁设置于主体区中。类波浪形侧壁使得累积区延长，由于累积区系用来提供IGBT电子，因此延长的累积区可以提供IGBT更多的电子，更加增进IGBT的效能。附图说明图I至图6为根据本专利技术的第一较佳实施例所绘示的一种具有沟槽式栅极结构的功率组件的制作方法。图7绘示的是一具有沟槽式栅极结构的功率组件的变化型态。 其中，附图标记说明如下10基底33第三沟槽12第一表面34栅极14第二表面36栅极介电层16主体区38基极区18缓冲区40阴极区20漂移区42欧姆接触区22第一沟槽44阳极区24掩膜层46阴极接触垫26第二沟槽48累积区具有沟槽式栅极结构的28/128/228 复合式沟槽100功率组件30类波浪形侧壁231垂直侧壁31垂直侧壁233球形底部32栅极结构301/302弧形表面具体实施例方式图I至图6为根据本专利技术的第一较佳实施例所绘示的一种具有沟槽式栅极结构的功率组件的制作方法。本专利技术的功率组件可以例如为一 IGBT。如图I所示，首先提供一基底10,基底10具有一第一表面12和一第二表面14与第一表面相对,接着形成一主体区16于基底10中，主体区16为第一导电型态，第一导电型态较佳为N型，但不限于此，根据不同的产品需求，第一导电型态也可以为P型。主体区16可以分为一缓冲区18和一漂移区20，漂移区20位在缓冲区18上方，缓冲区18和漂移区20可以利用离子注入法形成，举例而言，可以将N型掺质由第一表面12注入基底10来形成缓冲区18和漂移区20，漂移区20中的N型掺质浓度较佳低于缓冲区18中的N型掺质浓度。然后，形成一第一沟槽22于漂移区20内，第一沟槽22由第一表面12延伸至第二表面14。如图2所示，形成一掩膜层24例如一氧化硅层于第一沟槽22的内侧侧壁上，补充说明的是构成沟槽轮廓的基底表面，在本文中皆定义为沟槽的侧壁，因此第一沟槽22的底部也是侧壁的一部分，在后文，第一沟槽22的底部称为侧壁的底部。如图3所示，以掩膜层24为掩膜形成一第二沟槽26于基底10中并且位于第一沟槽22的下方，详细来说第二沟槽26由第一沟槽22的侧壁的底部向基底10的第二表面14延伸。如图4所示，移除掩膜层24，此时第一沟槽22和第二沟槽26形成一复合式沟槽28，复合式沟槽28具有一类波浪形侧壁30，相同地，波浪形侧壁30是指构成复合式沟槽28的轮廓的基底10表面，波浪形侧壁30包含至少二个弧形表面301、302，弧形表面301、302的曲率可以相同或是相异，第二沟槽26的开口 02较第一沟槽22的开口 01小。图2和图3中的步骤可以重复多 次直到在第一沟槽22下方形成足够数目的沟槽，举例而言，如图5所示，一变化形的复合式沟槽128具有一第三沟槽33由第二沟槽26的侧壁的底部延伸，并且第一沟槽22、第二沟槽26和第三沟槽33共同形成一变化形的类波浪形侧壁130。如图6所不，形成一栅极结构32包含一栅极34和一栅极介电层36于复合式沟槽28中，然后形成一基极区38于主体区16的上部中，并且基极区38与第一表面12相邻，基极区38具有第二导电型态，第二导电型态较佳为P型，但不限于此，第二导电型态亦可以为N型。然后再形成一阴极区40于基极区38内并且环绕复合式沟槽28，阴极区40为第一导电型态。然后形成一欧姆接触区42于基极区38中并且环绕阴极区40，其中欧姆接触区42具有第二导电型态。然后形成一阳极区44于基底10中并且邻近第二表面14，接着形成一阴极接触垫46于欧姆接触区42和阴极区40上，至此，本专利技术的具有沟槽式栅极结构的功率组件100业已完成。根据本专利技术的第二较佳实施例，本专利技术提供一种具有沟槽式栅极结构的功率组件，本专利技术的具有沟槽式栅极结构的功率组件包含一基底10包含一第一表面12和与第一表面12相对的一第二表面14，一主体区16具有一第一导电型态设置于基底10中，主体区16可以分为一漂移区20和一漂移区20位在缓冲区18的上方，缓冲区18和漂移区20皆具有第一导电型态，一基极区38具有一第二导电型态设置于主体区1本文档来自技高网...
【技术保护点】
具有沟槽式栅极结构的功率组件，其特征在于包括：基底，包第一表面和第二表面，所述第二表面与所述第一表面相对；主体区，具有第一导电型态，设置在所述基底中；基极区，具有第二导电型态，设置在所述主体区中；阴极区，具有所述第一导电型态，设置在所述基极区中；阳极区，具有所述第二导电型态，设置在所述基底中，其中所述阳极区接近所述第二表面；一沟槽，设置在所述基底中并且所述沟槽由所述第一表面延伸至所述主体区，所述阴极区环绕所述沟槽，其特征在于所述沟槽具有一类波浪形侧壁；栅极结构，设置在所述沟槽中；以及累积区，沿着所述类波浪形侧壁设置于所述主体区中。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：吴铁将，陈逸男，刘献文，
申请(专利权)人：南亚科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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